به تازگی، دانشمندان با کشف فسیل یک گیاه با قدمت 407 میلیون سال، متوجه شدند که مارپیچ های فیبوناچی که نشانگر تکامل گیاهان در طول زمان است، در دوران‌های باستانی وجود داشته اند. به گزارش تکناک، قدمت گیاهان به 470 میلیون سال قبل برمی‌گردد و آرایش برگ ها، الگوهای شاخه‌ای، تقارن گل ها و بسیاری دیگر از ویژگی‌های گیاهان تحت تاثیر مارپیچ های فیبوناچی قرار دارند.
مارپیچ های فیبوناچی، الگوی خاصی از مارپیچ‌هایی هستند که در طبیعت به ویژه در گیاهان مشاهده می‌شوند. نام آنها از ریاضیدان ایتالیایی لئوناردو فیبوناچی برگرفته شده است که در قرن ۱۳ میلادی دنباله فیبوناچی را معرفی کرد. این الگو به صورت دنباله‌ای از اعداد بسط داده می‌شود که هر عدد آن با جمع دو عدد قبلی تولید می‌شود.
قبلاً فکر می‌شد که مارپیچ های فیبوناچی ویژگی باستانی و نادری در گیاهان هستند، اما پس از بررسی ساختارهای تولید مثلی یک گیاه فسیلی با قدمت 407 میلیون سال، این باور به چالش کشیده شده است. این مطالعه توسط تیمی از محققین تحت رهبری هالی آن ترنر، دانشجوی دکترای دیرینه شناسی در کالج دانشگاهی کورک (UCC) انجام شده است و ترنر قبلاً در دانشگاه ادینبورگ کارشناسی خود را در این زمینه انجام داده بود.
مارپیچ های فیبوناچی
دنباله فیبوناچی یک مجموعه عددی است که با جمع دو عدد قبلی برای هر عدد در این مجموعه به دست می‌آید. بطور مثال، 0، 1، 1، 2، 3، 5، 8، 13، 21 و غیره.
مارپیچ‌های فیبوناچی با شروع از مرکز، با کشیده شدن به سمت خارج دایره در اندازه رشد می‌کنند و شعاع دایره‌ها با توجه به دنباله فیبوناچی تغییر می‌کند. این الگوی مارپیچی در طبیعت بسیار شایع است.
یکی از نمونه‌های رایج مارپیچ فیبوناچی، چیدمان تخمه‌های آفتابگردان است. در صورت بررسی سر یک گل آفتابگردان، الگوی مارپیچی را که توسط دانه‌ها شکل گرفته است مشاهده می‌کنید. این مارپیچ‌ها معمولاً به دو شکل در جهت عقربه‌های ساعت و در جهت برعکس عقربه‌های ساعت وجود دارند.
همچنین، فلس های مخروطی کاج نیز الگوی مارپیچ فیبوناچی را نشان می‌دهند. با مشاهده مخروط کاج از نزدیک، قابل استناد است که فلس ها به صورت مارپیچی حول مخروط پیچیده شده‌اند. همچنین، با شمارش تعداد مارپیچ‌ها به دو سمت، بسیاری از اعداد فیبوناچی به ترتیب آمده در دنباله محاسبه می‌شوند.
با توجه به رایج بودن مارپیچ‌های فیبوناچی در طبیعت، دانشمندان معتقدند که این الگو از گیاهان اولیه تا گیاهان جدید وجود داشته است.
بازسازی فسیل گیاهی باستانی
تیم تحقیقاتی با نام Rhynie Chert در منطقه‌ای نزدیک بندر آبردین در اسکاتلند، مطالعه خود را با بررسی بقایای رسوبی شروع کرد. در این تحقیق، تمرکز بر روی گیاه فسیلی به نام Asteroxylon mackiei بود که 407 میلیون سال پیش و در اولین گروه گیاهان برگ‌دار به وجود آمده است.
تیم تحقیقاتی ساختار تولیدمثلی و آرایش برگ گیاه فسیلی را تجزیه و تحلیل کرد. سپس با همکاری هنرمند دیجیتال مت هامپیج، با استفاده از تکنیک‌های بازسازی سه‌بعدی، مدل‌های سه‌بعدی Asteroxylon mackiei را با چاپ سه بعدی و رندر دیجیتال بازسازی کردند.
برای تجسم و اندازه‌گیری آرایش اندام‌های جانبی، مانند برگ‌ها یا ساختارهای زایشی در امتداد ساقه یا محور گیاه، تیم تحقیقاتی از تکنیک‌های بازسازی سه‌بعدی به عنوان فیلوتاکسی استفاده کردند. فیلوتاکسی موقعیت مکانی و توزیع این اندام‌ها را تعیین می‌کند.
یافته‌های این تحقیق نشان داد که آرایش برگ Asteroxylon mackiei، مارپیچ‌های غیر فیبوناچی را نشان می‌دهد که با فرضیات قبلی در مورد وجود مارپیچ‌های فیبوناچی در گونه‌های قدیمی گیاهی در تناقض است.
یافته‌های تحقیقاتی نشان می‌دهد که مارپیچ‌های غیرفیبوناچی در خزه‌های اولیه رایج بودند و این نشان می‌دهد که در گروه‌های مختلف گیاهی، مسیرهای تکاملی جداگانه برای مارپیچ‌های برگ وجود داشته است.
پرسش بعدی پس از فهمیدن این موضوع این است که چرا مارپیچ‌های فیبوناچی امروزه بیشتر در طبیعت دیده می‌شوند؟ برخی از دانشمندان بر این باورند که مارپیچ‌های فیبوناچی حداکثر کارایی را در فضای محدود و بهینه در معرض نور خورشید برای دانه‌ها ایجاد می‌کنند.
این تحقیق نیاز به بررسی و مطالعه بیشتر در مورد گیاهان اولیه و الگوهای رشد آنها را برجسته می‌کند. این مطالعات باعث می‌شود که بهتر درک کنیم که چگونه گیاهان امروزی از رشد و تکامل خود در زمین‌های قدیمی الهام گرفته‌اند.
منبع: technoc.ir
- ۰ ۰
- ۰ نظر